ES2263092T3 - PROCEDURE FOR THE OPTICAL RECOGNITION OF ALPHANUMERIC CHARACTERS. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE OPTICAL RECOGNITION OF ALPHANUMERIC CHARACTERS.Info
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Abstract
Description
Procedimiento para el reconocimiento óptico de caracteres alfanuméricos.Procedure for optical recognition of alphanumeric characters.
La invención se refiere a un procedimiento para el reconocimiento óptico de caracteres alfanuméricos.The invention relates to a method for Optical recognition of alphanumeric characters.
El reconocimiento óptico de caracteres alfanuméricos, que se designa habitualmente como Reconocimiento de Caracteres Ópticos (OCR), sirve para transmitir textos impresos escritos o, si se desea, también textos manuscritos de una manera automática en una forma de datos, que puede ser procesada por medio de un procesamiento electrónico de datos. Los caracteres a reconocer son explorados ópticamente y binarizados, de manera que se genera un fichero, que es analizado por medio de un software adecuado y es convertido en un conjunto de datos compatibles con ordenador.Optical character recognition alphanumeric, which is usually designated as Recognition of Optical Characters (OCR), used to transmit printed texts writings or, if desired, also handwritten texts in a way automatic in a form of data, which can be processed by of electronic data processing. The characters a recognize are optically scanned and binarized, so that generates a file, which is analyzed by means of software suitable and is converted into a set of data compatible with computer.
Hasta ahora se conoce utilizar especialmente caracteres normalizados, los llamados escritos OCR, que facilitan una comparación con caracteres de referencia memorizados. Esta comparación se realiza de acuerdo con diferentes procedimientos.Until now it is known to use especially standardized characters, the so-called OCR writings, which facilitate a comparison with memorized reference characters. This Comparison is made according to different procedures.
En el llamado Pattern Marching se compara el patrón de caracteres, detectado a través de la exploración óptica, con caracteres de referencia memorizados a través de la superposición de los patrones, con el fin de determinar la mejor coincidencia posible. Este procedimiento es extraordinariamente problemático cuando deben reconocerse diferentes escritos, tamaños de caracteres e impresiones de caracteres.In the so-called Pattern Marching, the character pattern, detected through optical scanning, with reference characters memorized through the overlapping patterns, in order to determine the best possible match. This procedure is extraordinarily problematic when different writings must be recognized, sizes of characters and character prints.
El procedimiento designado como Feature Recognition se asocian a los caracteres ciertos rasgos característicos, como trazos verticales y horizontales, puntos de cruce y arcos. Los caracteres a reconocer se investigan con relación a estas características y se comparan con las formas de los patrones memorizadas. Este procedimiento depende, por lo tanto, menos del tipo de escritura y/o del tamaño y, por consiguiente, es más fiable.The procedure designated as Feature Recognition are associated with the characters certain traits characteristic, such as vertical and horizontal strokes, points of crossing and arches. The characters to recognize are investigated with relation to these characteristics and are compared with the forms of the memorized patterns. This procedure depends, therefore, less than the type of writing and / or size and, therefore, is more reliable.
En el llamado análisis de corte angular se corta el carácter a reconocer en diferentes ángulos por un conjunto de rectas. Se analizan el número de los puntos de ennegrecimiento sobre las rectas así como el número de los puntos de intersección de las rectas con el carácter a reconocer y se comparan por cálculo con los caracteres de referencia memorizados.In the so-called angular cut analysis it is cut the character to be recognized in different angles by a set of straight. The number of blackening points on the lines as well as the number of points of intersection of the straight with the character to be recognized and compared by calculation with the reference characters memorized.
Se conoce a partir de la ponencia del Dr. Rolf Lakämper con el título "The ASR-algorithm (Advanced Shape Recognition") del 145.04.2022, presentada en la Universidad de temple, Filadelfia, cuyo resumen se puede llamar en Internet bajo la dirección www.cis.temple.edu/general/colloquiums.html, un procedimiento para el procesamiento de imágenes. Este algoritmo se basa en un reconocimiento del contorno de objetos bidimensionales. El algoritmo ha sido desarrollado para la robótica. Con la ayuda de dos algoritmos se abstraen los objetos en una primera etapa a través de un levantamiento poligonal y se transforman en una segunda etapa en un espacio de tangentes.It is known from the presentation of Dr. Rolf Lakämper with the title "The ASR-algorithm (Advanced Shape Recognition") of 145.04.2022, presented at Temple University, Philadelphia, whose summary can be called on the Internet under the address www.cis.temple.edu/general/colloquiums.html , a procedure for image processing. This algorithm is based on a recognition of the contour of two-dimensional objects. The algorithm has been developed for robotics. With the help of two algorithms objects are abstracted in a first stage through a polygonal survey and transformed into a second stage in a tangent space.
En otra publicación de login Jan Latecki y Rolf Lakämper "Shape Similarity Measure Based on Correspondence of Visual Parts" IEEE Transactions on Pattern Análisis and Machine Intelligence, IEEE, Inc,. Nueva York, US Vol. 22, Nº 10, Octubre del 2000, se describe un método para la detección de objetos bidimensionales. Los objetos son representados de una manera simplificada a través de levantamiento poligonal. Los puntos angulares de los polígonos con relevancia reducida s eliminados en este caso. Para la identificación de los objetos se transforma un levantamiento poligonal en un espacio de tangentes.In another login post Jan Latecki and Rolf Lakämper "Shape Similarity Measure Based on Correspondence of Visual Parts "IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE, Inc ,. New York, US Vol. 22, No. 10, October from 2000, a method for object detection is described two-dimensional Objects are represented in a way simplified through polygonal survey. Points angles of polygons with reduced relevance s eliminated in this case. For the identification of the objects a polygonal survey in a tangent space.
Se conoce a partir del documento US 5 048 099 un procedimiento para la identificación de texto impreso dentro de una zona no enmarcada. Con la ayuda del procedimiento se identifica en enmarque. El enmarque debe formar en este caso una curva cerrada. A este respecto, se determina si la curva o el texto enmarcado por la curva presenta contornos externos y con tornos internos. En virtud de las características del contorno interno y del contorno exterior se puede determinar si se trata de un enmarque de texto. El procedimiento se aplica para extraer pasajes de texto marcados manualmente.From US 5 048 099 a procedure for identifying printed text within a unframed area. With the help of the procedure it is identified in frame. The framing must in this case form a sharp curve. TO In this respect, it is determined whether the curve or the text framed by the curve presents external contours and internal lathes. Under of the characteristics of the internal contour and the external contour You can determine if it is a text frame. He procedure is applied to extract marked text passages manually.
Estos procedimientos conocidos dependen en gran medida de que los caracteres a reconocer estén presentes en un escrito normalizado o sean lo más aproximados posible a un escrito normalizado de este tipo.These known procedures depend greatly measure that the characters to recognize are present in a standardized writing or as close as possible to a written Normalized of this type.
La invención tiene el cometido de poner a disposición un procedimiento para el reconocimiento óptico de caracteres alfanuméricos, que presenta una capacidad de reconocimiento mejorada, que se aproxima en gran medida a la capacidad de abstracción humana de características de similitud.The invention has the task of putting provision a procedure for optical recognition of alphanumeric characters, presenting a capacity for Enhanced recognition, which greatly approximates the Human abstraction capacity of similarity characteristics.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación 1.This task is solved according to the invention by means of a procedure with the characteristics of claim 1
Las configuraciones ventajosas de la invención están indicadas en las reivindicaciones dependientes relacionadas en cada caso.The advantageous configurations of the invention are indicated in the related dependent claims in each case.
La invención parte de un procedimiento que se conoce bajo la designación Advanced Shape Recognition (ASR). Este procedimiento se emplea, por ejemplo, en la técnica de automatización para un reconocimiento de piezas de una manera independiente de la posición. En este procedimiento se explora el contorno exterior de una parte y se aproxima en primer lugar a través de un levantamiento poligonal. El levantamiento poligonal es transformado en el espacio de las tangentes, es decir, se convierte en una curva, que está definida a través de la longitud y el ángulo de las secciones de rectas consecutivas respectivas del polígono. La curva calculada de esta manera de la parte explorada es comparada con curvas de referencia memorizadas, que reproducen los contornos exteriores de las piezas a diferenciar. Este procedimiento conocido tiene la ventaja de que se puede llevar a cabo la comparación de una manera independiente de la posición, puesto que la curva es invariable en la rotación en el espacio de tangentes. Una rotación de la pieza y de su contorno exterior corresponde a un desplazamiento lineal de la curva en el espacio de las tangentes. A través de un desplazamiento mutuo de la curva explorada con la curva de referencia se pueden llevar estas curvas a una posición coincidente para la comparación.The invention starts from a process that known under the designation Advanced Shape Recognition (ASR). This procedure is used, for example, in the technique of automation for part recognition in one way independent of position. In this procedure the outer contour of a part and approaches first to through a polygonal survey. The polygonal survey is transformed into the tangent space, that is, it becomes in a curve, which is defined through length and angle of the respective consecutive straight sections of the polygon. The curve calculated in this way the scanned part is compared with memorized reference curves, which reproduce the contours exterior of the pieces to differentiate. This known procedure It has the advantage that the comparison of an independent way of position, since the curve is invariable in the rotation in the tangent space. A rotation of the piece and its outer contour corresponds to a linear displacement of the curve in the space of the tangents. TO through a mutual shift of the curve explored with the reference curve you can take these curves to a position matching for comparison.
El procedimiento conocido en sí se modifica y se desarrolla de acuerdo con la invención para la identificación de caracteres alfanuméricos. A tal fin se normalizan las curvas de referencia depositadas en la base de datos, que corresponden a los caracteres de referencia, y de la misma manera se normalizan las curvas de caracteres, generadas a través de la exploración de los caracteres a reconocer, en el espacio de las tangentes. Esta normalización significa que los levantamientos poligonales de la curva de referencia y de la curva de caracteres se llevan a la misma longitud. Esta normalización de las curvas en el espacio de las tangentes corresponde a un incremento lineal o bien a una reducción lineal del levantamiento poligonal y, por lo tanto, al contorno del carácter a reconocer. A través de esta normalización, la identificación de los caracteres se vuelve independiente del tamaño de la escritura de los caracteres a reconocer.The known procedure itself is modified and develops according to the invention for the identification of alphanumeric characters. To this end, the curves of reference deposited in the database, which correspond to the reference characters, and in the same way the character curves, generated through the exploration of characters to recognize, in the space of the tangents. This normalization means that the polygonal surveys of the reference curve and the character curve are taken to the same length This normalization of the curves in the space of the tangents correspond to a linear increase or to a linear reduction of the polygonal survey and, therefore, at contour of the character to recognize. Through this normalization, character identification becomes independent of writing size of the characters to recognize.
Además, de acuerdo con la invención, no sólo se evalúa el contorno exterior de los caracteres alfanuméricos, sino también sus contornos interiores. El contorno exterior y los contornos interiores de los caracteres de referencia se depositan en la base de datos como conjunto de curvas de referencia en el espacio de las tangentes. De una manera correspondiente, en el carácter a reconocer, el contorno exterior y los contornos interiores son detectados y son transformados en curvas de caracteres correspondientes en el espacio de las tangentes. El número y forma de los contornos interiores así como su asociación de la posición geométrica representan una característica adicional de los caracteres alfanuméricos, que es importante para el reconocimiento de los caracteres. Existen caracteres, que solamente presentan un contorno exterior y no presentan ningún contorno interior, por ejemplo la letra I o la cifra 2. Además, existen caracteres con un solo contorno interior, por ejemplo la letra P o el número 9. Por último, existen caracteres con dos contornos interiores, por ejemplo la letra B o la cifra 8. Un conjunto de curvas de referencia de un carácter de referencia está constituido, por lo tanto, en cada caso por una curva de referencia del contorno exterior y por dos curvas de referencia de los contornos interiores, donde ninguna, una o las dos curvas de referencia de los contornos interiores reproducen un levantamiento poligonal.Furthermore, according to the invention, not only evaluates the outer contour of alphanumeric characters, but also its interior contours. The outer contour and the interior contours of the reference characters are deposited in the database as a set of reference curves in the Tangent space. In a corresponding way, in the character to recognize, the outer contour and contours interiors are detected and transformed into curves of corresponding characters in the tangent space. He number and shape of the interior contours as well as their association of the geometric position represent an additional feature of alphanumeric characters, which is important for the character recognition. There are characters, which only they have an external contour and do not present any contour inside, for example the letter I or the figure 2. In addition, there are characters with a single inner contour, for example the letter P or number 9. Finally, there are characters with two contours interiors, for example the letter B or the figure 8. A set of reference curves of a reference character is constituted, therefore, in each case by a contour reference curve outside and by two contour reference curves interiors, where none, one or both reference curves of the interior contours reproduce a polygonal survey.
Si un carácter presenta uno o dos contornos interiores, entonces las curvas del contorno exterior y de los contornos interiores son invariantes en rotación en su asociación, como corresponde a la asociación geométrica fija predeterminada de los contornos interiores y del contorno exterior del carácter. Por lo tanto, en la comparación de las curvas es suficiente desplazar la curva de caracteres del contorno exterior y la curva de referencia del contorno exterior respectivamente entre sí, para verificar la semejanza de los caracteres. Cuando las curvas normalizadas del contorno exterior se hacen coincidir a través de desplazamiento lineal en el espacio de las tangentes, es decir, la rotación de los levantamientos poligonales, se hacen coincidir forzosamente también las curvas de los contornos interiores. Esto simplifica los procesos de cálculo para la operación de comparación.If a character has one or two contours inside, then the curves of the outer contour and the Inner contours are invariants in rotation in their association, as corresponds to the default fixed geometric association of the inner contours and the outer contour of the character. By therefore, when comparing the curves it is sufficient to shift the outer contour character curve and the curve of reference of the outer contour respectively to each other, for verify the similarity of the characters. When the curves normalized outer contour are matched through linear displacement in the space of the tangents, that is, the rotation of polygonal surveys, are made to match necessarily also the curves of the inner contours. This simplifies the calculation processes for the operation of comparison.
Por lo tanto, en general, solamente se utilizan las curvas de los contornos exteriores para hacer coincidir la curva de caracteres con las curvas de referencia. Para la comparación de la semejanza, es decir, para la determinación de las desviaciones entre las curvas de caracteres y las curvas de referencia se utilizan, en cambio, tanto las curvas de los contornos exteriores como también las curvas de los contornos interiores que están presentes en cada caso. De esta manera se obtiene una capacidad elevada de reconocimiento de caracteres del procedimiento de acuerdo con la invención.Therefore, in general, they are only used the contours of the outer contours to match the Character curve with reference curves. For the comparison of similarity, that is, for the determination of deviations between the character curves and the curves of reference are used, however, both the curves of the outer contours as well as contour curves interiors that are present in each case. This way it obtains a high capacity for character recognition of procedure according to the invention.
Evidentemente, también es posible utilizar, adicionalmente a las curvas del contorno exterior, también las curvas de los contornos interiores de las mismas, y hacer coincidir las curvas de caracteres con las curvas de referencia para la comparación de la semejanza. Esto mejora el reconocimiento de los caracteres sobre todo en el caso de perturbaciones en la impresión de los caracteres. No obstante, puesto que este modo de proceder está unido con un gasto de cálculo elevado, se puede considerar, en general, el desplazamiento de las curvas como suficiente para hacer coincidir las curvas para la comparación de la semejanza.Obviously, it is also possible to use, in addition to the curves of the outer contour, also the curves of the interior contours of them, and match the character curves with the reference curves for the comparison of similarity. This improves the recognition of characters especially in the case of printing disturbances of the characters. However, since this procedure is linked to a high calculation expense, it can be considered, in overall, the displacement of the curves as enough to make Match the curves for comparison of similarity.
Para hacer que el reconocimiento de caracteres sea más independiente de las inexactitudes en la representación de los caracteres o bien de la impresión de los caracteres y de pequeñas distorsiones y deformaciones de los caracteres, se simplifican de una manera preferida los levantamientos poligonales aproximados de los caracteres explorados a reconocer a través de un procedimiento de comparación. Este procedimiento de comparación corresponde a una cierta abstracción de la forma de los caracteres y conduce a una reducción considerable de la cantidad de datos a procesar.To make character recognition be more independent of inaccuracies in the representation of the characters or the printing of the characters and of small distortions and deformations of the characters, it simplify polygonal surveys in a preferred way approximate of the scanned characters to recognize through a comparison procedure This comparison procedure corresponds to a certain abstraction of the shape of the characters and leads to a considerable reduction in the amount of data to process.
Se puede conseguir una simplificación adicional porque ciertas secciones poligonales, es decir, varias secciones rectas consecutivas del levantamiento poligonal se agrupan para formar un arco de polígono del carácter y estos arcos de polígono se utilizan para la comparación de la semejanza. También de esta manera es posible una reducción de la cantidad de datos y del gasto de cálculo.Additional simplification can be achieved. because certain polygonal sections, that is, several sections consecutive lines of the polygonal survey are grouped to form a polygon arc of the character and these polygon arcs They are used for comparison of similarity. Also of this way is possible a reduction in the amount of data and expenditure Calculation
Las ventajas esenciales del procedimiento de acuerdo con la invención consisten, por lo tanto, en que el reconocimiento de los caracteres y la comparación con los caracteres de referencia es invariable frente a la rotación y a la escala, es decir, es independiente de la posición y de la alineación del carácter a reconocer y de su tamaño.The essential advantages of the procedure according to the invention, therefore, consist in that the character recognition and comparison with reference characters is invariable against rotation and the scale, that is, is independent of position and alignment of the character to recognize and its size.
Además, se consigue una dependencia reducida de la comparación de los caracteres con respecto a las distorsiones y deformaciones de la representación de los caracteres y de las perturbaciones e inexactitudes en la impresión de los caracteres. La comparación del contorno exterior y de los contornos interiores da como resultado una capacidad de reconocimiento elevada de los caracteres alfanuméricos. La curva de tangentes como característica para la forma de los caracteres está próxima a la capacidad de abstracción humana en el reconocimiento de las formas, lo que significa una independencia mayor de la forma de la escritura. El procedimiento se puede emplear, por lo tanto, de múltiples maneras y da como resultado una fiabilidad elevada en el reconocimiento de los caracteres.In addition, a reduced dependence of character comparison with respect to distortions and deformations of the representation of the characters and of the disturbances and inaccuracies in the printing of characters. The comparison of the outer contour and the inner contours results in a high recognition capacity of alphanumeric characters. The tangent curve as characteristic for the shape of the characters is close to the ability to human abstraction in the recognition of forms, what It means a greater independence from the form of writing. He procedure can therefore be used in multiple ways and results in high reliability in the recognition of The characters
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización. En este caso, en el dibujo adjunto:The following explains in detail the invention with the help of an exemplary embodiment. In this case, In the attached drawing:
La figura 1 muestra la transformación de un polígono bidimensional en el espacio de las tangentes.Figure 1 shows the transformation of a two-dimensional polygon in the space of the tangents.
La figura 2 muestra el principio de la comparación de las fases.Figure 2 shows the principle of Phase comparison.
La figura 3 muestra la comparación de la forma de un carácter a reconocer con un carácter de referencia.Figure 3 shows the comparison of the shape of a character to recognize with a reference character.
La figura 4 muestra el desglose de un polígono en arcos yFigure 4 shows the breakdown of a polygon in arches and
La figura 5 muestra la transformación de un carácter alfanumérico con contorno exterior y contorno interior en el espacio de las tangentes.Figure 5 shows the transformation of a alphanumeric character with exterior contour and interior contour in the tangent space.
El objetivo de la invención es detectar y reconocer ópticamente de una manera automática caracteres alfanuméricos, es decir, especialmente letras y cifras. Los caracteres a reconocer pueden estar presentes en el presente caso en una disposición espacial discrecional, como es el caso, por ejemplo, cuando deben identificarse escrituras sobre objetos que están presentes de forma desordenada.The objective of the invention is to detect and Optically recognize characters automatically alphanumeric, that is, especially letters and figures. The characters to recognize may be present in the present case in a discretionary spatial arrangement, as is the case, for example, when writings on objects that are present in a disorderly manner.
A tal fin, deben detectarse en primer lugar adicionalmente los caracteres a identificar. Una instalación de exploración es alineada y enfocada sobre los caracteres a determinar. Toda la imagen de los caracteres a identificar es registrada entonces por medio de una cámara línea por línea o bidimensionalmente en forma de una matriz y es convertida en un conjunto de datos binarios para el procesamiento de cálculo siguiente.To that end, they must be detected first additionally the characters to identify. An installation of scan is aligned and focused on the characters to decide. The whole image of the characters to be identified is registered then by means of a camera line by line or bidimensionally in the form of a matrix and is converted into a Binary data set for calculation processing next.
A continuación debe segmentarse, en general, toda la imagen de los caracteres a identificar, es decir, que los caracteres alfanuméricos individuales contenidos en toda la imagen deben distinguirse entre sí y deben ser identificados de forma individual. Estas etapas del procedimiento se conocen en sí.Then you must segment, in general, the entire image of the characters to be identified, that is, the individual alphanumeric characters contained throughout the image must be distinguished from each other and must be identified in a way individual. These stages of the procedure are known per se.
Para el reconocimiento de los caracteres alfanuméricos que están presentes digitalizados y segmentados de esta manera se utiliza el algoritmo que se describe a continuación.For character recognition alphanumeric that are present digitized and segmented from this way the algorithm that is described is used to continuation.
En primer lugar se aproximan el contorno exterior así como uno dos contornos interiores eventualmente presentes del carácter a reconocer a través de un polígono cerrado. Los levantamientos poligonales del contorno exterior y de los contornos interiores son transformados entonces en el espacio de las tangentes, como se ha explicado esto en la figura 1 en el ejemplo de un polígono, que se parece a una figura humana. El levantamiento poligonal representado en la figura 1a en el plano X-Y se descompone en sus secciones rectas individuales. Las secciones rectas consecutivas en el sentido de las agujas del reloj son numeradas de forma correlativa comenzando, por ejemplo, con la numeración inicial 0 en la axila derecha y se identifica en cada caso a través de la longitud de la sección recta y de su ángulo frente a la sección recta precedente. En el espacio de las tangentes representado en la figura 1b se reproducen las secciones de rectas consecutivas de tal forma que su longitud se registra como abscisa y el ángulo con respecto a la sección de rectas precedente se representa como ordenada. Puesto que se trata de un levantamiento poligonal cerrado, se obtiene en general un ángulo de 360º, que aparece como salto entre la recta inicial y la recta final en el espacio de las tangentes.First the contour approach exterior as well as one two interior contours eventually presents of the character to recognize through a closed polygon. Polygonal surveys of the outer contour and of the interior contours are then transformed into the space of the tangents, as explained in figure 1 in the example of a polygon, which looks like a human figure. The rising polygonal shown in figure 1a in the plane X-Y decomposes into its straight sections individual. Consecutive straight sections in the sense of the hands of the clock are numbered correlatively beginning, for example, with the initial numbering 0 in the right armpit and it identify in each case through the length of the straight section and of its angle to the preceding straight section. In the space of the tangents represented in figure 1b the sections of consecutive lines so that their length is records as abscissa and the angle with respect to the section of Straight preceding is represented as ordered. Since it is about of a closed polygonal survey, a general 360º angle, which appears as a jump between the initial line and the final straight in the space of the tangents.
La curva de caracteres que resulta a través de esta transformación en el espacio de las tangentes representa, por lo tanto, una reproducción unívoca invertible de la forma del polígono en el plano bidimensional de la figura 1aa.The character curve that results through this transformation in the tangent space represents, by therefore, a unique invertible reproduction of the form of polygon in the two-dimensional plane of figure 1aa.
Para posibilitar una comparación independiente del tamaño, es decir, invariable en la escala con caracteres de referencia, se normaliza toda la longitud del levantamiento poligonal, es decir, la longitud de la curva de caracteres en el espacio de las tangentes, a 1. Esto corresponde a un incremento proporcional o bien a una reducción proporcional de los contornos del carácter explorado a reconocer sobre un tamaño unitario normalizado.To enable independent comparison of size, that is, invariable on the scale with characters of reference, the entire length of the survey is normalized polygonal, that is, the length of the character curve in the tangent space, to 1. This corresponds to an increase proportional or to a proportional reduction of the contours of the explored character to recognize about a unit size normalized
Los caracteres a reconocer presentan, en general, en su contorno exterior y en sus contornos interiores perturbaciones, irregularidades y errores, que resultan en la impresión o bien durante la aplicación de los caracteres. Estas perturbaciones e irregularidades forman en el levantamiento poligonal aproximado secciones de rectas y puntos angulares, que presentan solamente desviaciones relativamente reducidas frente a las secciones rectas siguientes. Para reducir la influencia que tales perturbaciones e irregularidades ejercer dificultando el reconocimiento de los caracteres, se lleva a cabo de una manera preferida la compensación de fases descrita a continuación, que conduce a una cierta abstracción, es decir, simplificación de los contornos del carácter explorado y, por lo tanto, a una simplificación de las curvas de caracteres en el espacio de las tangentes.The characters to recognize present, in general, in its outer contour and in its inner contours disturbances, irregularities and errors, which result in the printing or during the application of the characters. These disturbances and irregularities formed in the survey approximate polygonal sections of lines and angular points, which only show relatively small deviations from the following straight sections. To reduce the influence that such disturbances and irregularities exercise hindering the character recognition, is carried out in a way preferred phase compensation described below, which leads to a certain abstraction, that is, simplification of contours of the explored character and, therefore, at a simplification of character curves in the space of tangents
Para esta compensación de las fases se emplea un algoritmo, que evalúa la llamada "relevancia visual" del punto angular respectivo del levantamiento poligonal. Esta simplificación designada también como "Evolución" se explica con la ayuda del ejemplo de la figura 2.For this phase compensation, a algorithm, which evaluates the so-called "visual relevance" of the point respective angle of the polygonal survey. This simplification also designated as "Evolution" is explained with the help of example of figure 2.
Una sección poligonal con las secciones rectas o, p, q, r, que se representa en la figura 2a, presenta un punto angular formado por las secciones de rectas p y q. La figura 2b muestra la curva de este levantamiento poligonal transformada en el espacio de las tangentes.A polygonal section with straight sections o, p, q, r, which is represented in figure 2a, presents a point angle formed by the sections of lines p and q. Figure 2b shows the curve of this polygonal survey transformed into the Tangent space.
Para determinar la importancia del punto angular formado por las rectas p y q para la identificación visual de los caracteres, se sustituyen las secciones de rectas p y q por una sección recta s. El ángulo "y" entre la sección recta p y la sección recta s se determina en este caso de tal forma que en el espacio de las tangentes, entre la sección recta p y la sección recta s así como entre la sección recta q y la sección recta s se forma en cada caso una superficie F del mismo tamaño, como se representa en la figura 2b. La superficie F da como resultado en el espacio normalizado de las tangentes:To determine the importance of the angular point formed by the lines p and q for the visual identification of the characters, the sections of lines p and q are replaced by a straight section s. The angle "y" between the straight section p and the straight section s is determined in this case so that in the tangent space, between the straight section p and the section line s as well as between the straight section q and the straight section s are form in each case a surface F of the same size, as depicted in figure 2b. The surface F results in the standardized tangent space:
F = [(a - \beta)] \cdot p \cdot qF = [(a - \ beta)] \ cdot p \ cdot that
P + pP + p
Como se puede reconocer a partir de esta fórmula, puede resultar un valor grande de F, es decir, una relevancia visual alta tanto a través de una modificación fuerte del ángulo en el punto angular como también a través de secciones de rectas largas en este punto angular.How can you recognize from this formula, a large value of F can result, that is, a High visual relevance both through strong modification of the angle at the angular point as well as through sections of Long lines at this angular point.
Para la simplificación del levantamiento poligonal se calcula en primer lugar el punto angular del levantamiento poligonal con la relevancia visual mínima y se elimina de la manera descrita y se sustituye por una sección recta. En este caso, se modifica de una manera forzosa la relevancia visual de los puntos angulares vecinos a este punto angular. Su relevancia visual debe calcularse ahora otra vez. Estas etapas son proseguidas de forma iterativa para todos los puntos angulares, hasta que solamente permanecen todavía aquellos puntos angulares, cuya relevancia visual está por encima de un valor umbral determinado. Este valor umbral es seleccionado de acuerdo con dos condiciones. Por una parte, debe simplificarse en la mayor medida posible la forma del carácter a reconocer, es decir, que debe reducirse en la mayor medida posible la cantidad de datos que está presente para la comparación siguiente de la forma, con el fin de mantener en límites el gasto de cálculo. Por otra parte, la simplificación no debe perjudicar la capacidad de reconocimiento claro de los contornos. Un valor umbral ponderado que cumple estos requerimientos es aproximadamente 0,3 < F > 0,5.For the simplification of the survey polygonal first the angular point of the polygonal survey with minimal visual relevance and it removed in the manner described and replaced by a straight section. In this case, the visual relevance is necessarily modified from the neighboring angular points to this angular point. Its relevance Visual should now be calculated again. These stages are continued. iteratively for all angular points, until only those angular points, whose Visual relevance is above a certain threshold value. This threshold value is selected according to two conditions. On the one hand, it should be simplified to the greatest extent possible character form to be recognized, that is, to be reduced in as much as possible the amount of data that is present for the following comparison of the form, in order to keep in limits The calculation expense. On the other hand, simplification should not impair the ability to recognize clear contours. A weighted threshold value that meets these requirements is approximately 0.3 <F> 0.5.
Las curvas de caracteres simplificadas, dado el caso, a través de la comparación de las fases descrita anteriormente en el espacio de las tangentes de los caracteres detectados a reconocer son comparados a continuación con curvas de referencia normalizadas, que están depositadas como reproducción de caracteres de referencia en una base de datos. La comparación se lleva a cabo de la manera que se explica con la ayuda de la figura 3.Simplified character curves, given the case, through the comparison of the phases described above in the space of the tangents of the characters detected at recognize are then compared with reference curves standardized, which are deposited as character reproduction of reference in a database. The comparison is carried out in the manner explained with the help of figure 3.
La figura 3a muestra el contorno exterior detectado de la manera indicada anteriormente de un carácter a reconocer y su curva de carácter transformada en el espacio de las tangentes.Figure 3a shows the outer contour detected in the manner indicated above of a character a recognize and its character curve transformed into the space of the tangents
La figura 3b muestra el carácter de referencia correspondiente y su curva de referencia normalizada depositada en la base de datos.Figure 3b shows the reference character corresponding and its standardized reference curve deposited in the database.
Hay que reconocer que en el ejemplo de realización representado, coinciden el contorno exterior del carácter a reconocer y el contorno exterior del carácter de referencia. De una manera correspondiente, también la curva del carácter a reconocer y la curva de referencia tienen la misma forma en el espacio de las tangentes. No obstante, debido a la disposición casual del carácter a reconocer en su detección óptica, su alineación está girada con respecto a la alineación del carácter de referencia. Esta diferente orientación de la posición de los caracteres a reconocer y de los caracteres de referencia corresponde a un desplazamiento de la curva de caracteres y de la curva de referencia en el espacio de las tangentes, como se explica claramente a través de una comparación de las figuras 3aa y 3b. La curva de caracteres detectada y las curvas de referencia respectivas depositadas en la base de datos son superponen ahora por cálculo para la comparación de la forma, como se representa en la figura 3c. La superficie formada entre la curva de caracteres y la curva de referencia respectiva es en este caso una medida para la similitud de las dos curvas. En la figura 3 resulta una superficie relativamente grande entre la curva de caracteres y la curva de referencia, lo que corresponde a una semejanza reducida. La curva de caracteres y la curva de referencia se desplazan ahora en el espacio de las tangentes por cálculo de esta manera relativamente entre sí hasta que la superficie, formada entre estas curvas, alcanza un mínimo. Este desplazamiento de las curvas en el espacio de las tangentes corresponde a una rotación de los contornos de los caracteres, como se representa en la figura 3a en cada caso por medio de un flecha.We must recognize that in the example of depicted embodiment, match the outer contour of the character to recognize and the outer contour of the character of reference. In a corresponding way, also the curve of character to recognize and the reference curve have the same shape in the space of the tangents. However, due to the casual disposition of the character to be recognized in its optical detection, its alignment is rotated with respect to the character alignment reference. This different orientation of the position of the characters to recognize and reference characters correspond to a shift of the character curve and the curve of reference in the tangent space, as explained clearly through a comparison of figures 3aa and 3b. The character curve detected and the respective reference curves deposited in the database are now superimposed by calculation for the comparison of the shape, as shown in the figure 3c. The surface formed between the character curve and the curve of respective reference is in this case a measure for similarity of the two curves. Figure 3 shows a surface relatively large between the character curve and the curve of reference, which corresponds to a reduced similarity. The curve of characters and the reference curve now move in space of the tangents by calculation in this way relatively to each other until the surface, formed between these curves, reaches a minimum. This displacement of the curves in the space of the tangents corresponds to a rotation of the contours of the characters, as represented in figure 3a in each case by Middle of an arrow.
El mínimo, calculado de esta manera, de la superficie entre la curva de caracteres del carácter explorado a reconocer y la curva de referencia respectiva se utiliza como medida para la desviación del carácter a reconocer con respecto al carácter de referencia comparado en cada caso. Aquel carácter de referencia en el que esta desviación adopta el valor mínimo, es decir, cuando la superficie mínima calculada entre la curva de caracteres y la curva de referencia es mínima, se determina como carácter reconocido.The minimum, calculated in this way, of the surface between the character curve of the scanned character a recognize and the respective reference curve is used as a measure for the deviation of the character to be recognized with respect to reference character compared in each case. That character of reference in which this deviation adopts the minimum value, is say, when the minimum area calculated between the curve of characters and the reference curve is minimal, it is determined as recognized character
Otra forma de realización de la invención se explica con la ayuda de la figura 4.Another embodiment of the invention will be explain with the help of figure 4.
Como se muestra en la figura 4, el levantamiento poligonal, que representa el contorno del carácter, se descompone en arcos poligonales individuales. En este caso, se agrupan las secciones rectas consecutivas, respectivamente, del levantamiento poligonal para formar un arco poligonal, en el que las secciones rectas presentan en cada caso un ángulo en el mismo sentido de giro con respecto a la sección recta precedente. El levantamiento poligonal se descompone en este caso, por lo tanto, en arcos poligonales, que se suceden de forma alternativa cóncavos y convexos. En la figura 4 se configura, por ejemplo, el arco poligonal A1 de forma cóncava, es decir, que en una pasada del polígono en el sentido de las agujas del reloj, el ángulo de las secciones rectas se modifica en el sentido contrario a las agujas del reloj. El arco poligonal A2 que sigue a continuación está configurado, en cambio, convexo hacia fuera, es decir, que el ángulo entre las secciones rectas consecutivas se modifica en el sentido de las agujas del reloj. De una manera correspondiente, el arco poligonal A3 está configurado de nuevo cóncavo y el arco poligonal A4 está configurado otra vez convexo.As shown in figure 4, the survey polygonal, which represents the contour of the character, decomposes in individual polygonal arcs. In this case, the straight straight sections, respectively, of the survey polygonal to form a polygonal arc, in which the sections straight lines in each case have an angle in the same direction of rotation with respect to the preceding straight section. The rising polygonal decomposes in this case, therefore, in arcs polygonal, which occur alternately concave and convex In Figure 4, for example, the arc is configured polygonal A1 concave, that is, in a pass of the polygon clockwise, the angle of the straight sections are modified in the opposite direction to the needles of the clock. The polygonal arc A2 that follows is configured, however, convex out, that is, the angle between consecutive straight sections is modified in the clockwise. In a corresponding way, the polygonal arc A3 is concave again configured and the arc Polygonal A4 is configured again convex.
En la comparación de las formas de las curvas en el espacio de las tangentes se comparan en esta forma de realización en cada caso los arcos poligonales individuales del carácter explorado a reconocer con los arcos poligonales de los caracteres de referencia depositados en la base de datos. Como se puede reconocer en la figura 4, las secciones rectas son evaluadas en cada caso dos veces durante la transición entre las secciones cóncavas y convexas del arco, por una parte como sección de recta extrema del arco poligonal precedente y, por otra parte, como sección recta inicial del arco poligonal siguiente.In comparing the shapes of the curves in the space of the tangents are compared in this form of realization in each case the individual polygonal arcs of the explored character to recognize with the polygonal arcs of the reference characters deposited in the database. How I know you can recognize in figure 4, the straight sections are evaluated in each case twice during the transition between the sections concave and convex of the arch, on the one hand as a straight section end of the preceding polygonal arc and, on the other hand, as Initial straight section of the next polygonal arc.
Se reconoce como carácter correcto en la comparación de la forma aquel carácter de referencia, en el que la suma de las desviaciones de los arcos poligonales individuales comparados entre sí es mínima.It is recognized as correct character in the comparison of the form that character of reference, in which the sum of the deviations of the individual polygonal arcs compared to each other is minimal.
La evaluación de la semejanza de los caracteres con la ayuda de los arcos poligonales cóncavos y convexos consecutivos conduce a una adaptación más fuerte de la comparación de las formas a la capacidad de abstracción humana y a la representación de la forma humana. Se pueden reconocer de una manera correcta con una selectividad más elevada también caracteres que están desplazados o distorsionados más fuertemente con respecto a los caracteres de referencia, si coinciden en una medida suficiente con el carácter de referencia en la secuencia de secciones convexas y cóncavas del arco. Los desplazamientos y los giros angulares de las secciones de arco individuales entre sí tienen una influencia reducida sobre el reconocimiento de los caracteres, puesto que el reconocimiento de las formas de las secciones de arcos está desacoplado en cierta medida entre sí debido a la evaluación doble de las secciones de rectas extremas e iniciales que se solapan.The evaluation of the similarity of the characters with the help of concave and convex polygonal arches Consecutive leads to a stronger adaptation of the comparison from forms to the capacity for human abstraction and to representation of the human form. They can be recognized in a way correct with a higher selectivity also characters that are displaced or distorted more strongly with respect to the reference characters, if they match to a sufficient extent with the reference character in the sequence of convex sections and concave of the arch. The displacements and angular turns of the individual arc sections with each other have an influence reduced on the recognition of the characters, since the recognition of the shapes of the arc sections is decoupled to some extent from each other due to double evaluation of the sections of extreme and initial lines that overlap.
De acuerdo con la invención, los caracteres se definen a través de tres contornos respectivos. Un contorno exterior está presente en cada carácter alfanumérico. Los caracteres se distinguen en el número de los contornos interiores. Existen caracteres que no presentan ningún contorno interior, otros caracteres, que solamente presentan un contorno interior y, por último, existen caracteres que presentan dos contornos interiores. Para los caracteres de referencia están depositados en cada caso tres contornos en la base de datos, una curva de referencia para el contorno exterior y dos curvas de referencia para los contornos interiores. En los caracteres, que no presentan ningún contorno interior o solamente un contorno exterior, resulta en cada caso una recta horizontal continua para los contornos interiores no presentes.According to the invention, the characters are define through three respective contours. An outline exterior is present in each alphanumeric character. Characters They differ in the number of interior contours. exist characters that do not have any interior contour, others characters, which only have an inner contour and, for Finally, there are characters that have two interior contours. For the reference characters are deposited in each case three contours in the database, a reference curve for the outer contour and two reference curves for contours interiors In characters, which have no contour inside or only an outer contour, in each case it is a continuous horizontal line for interior contours not present.
En los caracteres a detectar se calculan en cada caso el contorno exterior y, si están presentes, los contornos interiores. En la comparación de la forma de las curvas de caracteres y de las curvas de referencia en el espacio de las tangentes se comparan entonces no sólo los contornos exteriores, sino también los contornos interiores. La semejanza óptima se consigue, por lo tanto, cuando todas las desviaciones del contorno exterior y de los contornos interiores es mínima. Si un carácter a reconocer presenta, en comparación con un carácter de referencia, un número diferente de contornos interiores, entonces en la comparación, debido a la ausencia de un contorno interior en uno de los caracteres, resulta una desviación fuerte, incluso cuando los contornos exteriores de los caracteres no se diferencian en una medida demasiado grande.The characters to be detected are calculated in each case the outer contour and, if present, the contours interiors In comparing the shape of the curves of characters and reference curves in the space of the Tangents are then compared not only to the outer contours, but also the inner contours. The optimal similarity is get, therefore, when all contour deviations Exterior and interior contours is minimal. If a character a recognize presents, compared to a reference character, a different number of interior contours, then in the comparison, due to the absence of an inner contour in one of the characters, it is a strong deviation, even when the outer contours of the characters do not differ in one measure too big.
La figura 5 muestra la transformación de la letra A en tres curvas de caracteres en el espacio de las tangentes. Puesto que la letra A solamente presenta un contorno interior, resulta para el segundo contorno interior una "curva cero" para la comparación de la forma con las curvas de referencia.Figure 5 shows the transformation of the Letter A in three character curves in the tangent space. Since the letter A only has an inner contour, a "zero curve" results for the second inner contour for the comparison of the shape with the reference curves.
Puesto que en los caracteres alfanuméricos, el contorno interior presenta una posición geométrica fija con respecto al contorno exterior, solamente es necesario en primer lugar en la comparación de la forma de los caracteres a reconocer con los caracteres de referencia hacer coincidir, de la manera descrita con la ayuda de la figura 3, los contornos exteriores de los caracteres a comparar entre sí, es decir, la curva del carácter del contorno exterior con la curva de referencia del contorno exterior. En esta rotación de los caracteres o bien en el desplazamiento de las curvas en el espacio de las tangentes se hacen coincidir de la misma forma de una manera forzada los contornos interiores. Una determinación de las desviaciones solamente se lleva a cabo para las tres curvas cuando los contornos exteriores se han colocado en coincidencia. Evidentemente también es posible utilizar ya durante la rotación de los caracteres, descrita con la ayuda de la figura 3, los contornos interiores con el fin de hacer coincidir las curvas de caracteres y las curvas de referencia. Esto puede conducir a una exactitud más elevada de la identificación de los caracteres, pero ello significa también un gasto mayor en el procesamiento de los datos.Since in alphanumeric characters, the interior contour presents a fixed geometric position with with respect to the outer contour, it is only necessary first place in the comparison of the shape of the characters to recognize with the reference characters match, in the way described with the help of figure 3, the outer contours of the characters to compare with each other, that is, the character curve of the outer contour with the contour reference curve Exterior. In this rotation of the characters or in the displacement of the curves in the space of the tangents are made match contours in the same way interiors A determination of deviations is only carried out for all three curves when the outer contours have been placed in coincidence. Obviously it is also possible to use already during the rotation of the characters, described with the help of Figure 3, the inner contours in order to match character curves and reference curves. This can lead to a higher accuracy of the identification of characters, but that also means a greater expense in the data processing
Claims (4)
- a)to)
- en una base de datos se depositan los contornos exteriores y los contornos interiores poligonales de caracteres de referencia y su asociación de la posición geométrica mutua como curvas de referencia transformadas y normalizadas en el espacio de las tangentes; in a database the outer contours and the polygonal interior contours of reference characters and their association of mutual geometric position as reference curves transformed and normalized in the space of tangents;
- b)b)
- el contorno exterior y los contornos interiores de un carácter a reconocer son explorados ópticamente y son convertidos en datos binarios; the outer contour and the inner contours of a character to recognize are optically scanned and converted into data binaries;
- c)C)
- el contorno exterior y los contornos interiores del carácter a reconocer son aproximados a través de un polígono, cuyas secciones rectas son transformadas y normalizadas para la generación de curvas de caracteres en el espacio de las tangentes; the outer contour and the inner contours of the character a recognize are approximate through a polygon, whose sections lines are transformed and normalized for the generation of curves of characters in the tangent space;
- d)d)
- para comparar los caracteres a reconocer con los caracteres de referencia de una manera invariable en la rotación, se desplazan al menos la curva de caracteres del contorno exterior y las curvas de referencia de los contornos exteriores de una manera mutua en el espacio de las tangentes, hasta que la superficie incluida entre la curva de caracteres y la curva de referencia respectiva alcanza un mínimo; to compare the characters to recognize with the characters of reference in an invariable way in rotation, they move to minus the outer contour character curve and the curves of reference of the outer contours in a mutual way in the space of the tangents, until the surface included between the character curve and the respective reference curve reaches a minimum;
- e)and)
- la superficie calculada entonces entre las curvas de caracteres para el contorno exterior y los contornos interiores del carácter a reconocer y las curvas de referencia respectivas para los con tornos exteriores y los contornos interiores de los caracteres de referencia se utiliza como medida para la desviación entre el carácter y el carácter de referencia respectivo y aquel carácter de referencia, en el que esta desviación es mínima, se establece como reconocido, caracterizado porque todas las desviaciones del con torno exterior y de los contornos interiores se utilizan para hacer coincidir la curva de carácter y las curvas de referencia de una variante invariable en la rotación.the area calculated between the character curves for the external contour and the internal contours of the character to be recognized and the respective reference curves for those with external lathes and the internal contours of the reference characters is used as a measure for the deviation between the character and the respective reference character and that reference character, in which this deviation is minimal, is established as recognized, characterized in that all deviations from the outer lathe and inner contours are used to match the character curve and the reference curves of an invariable variant in the rotation.
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